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        如何使用高壓LED來提高LED燈泡效率

        發布日期: 泛科科技

          使用led作為光源的燈泡來替代(用一物質代替另一物質(多為強者取代弱者的地位))螺紋旋入式白熾燈泡有非常多好處。一般而言,我們將小號的LED串聯起來,使用一個電源將線電壓轉換為低電壓,這時的電流約為350到700mA。在確定如何最好地讓用戶同線電壓隔離(gé lí)的過程(guò chéng)中,我們需要深思熟慮、權衡利弊。我們可以在電源中實現隔離,也可以在LED安裝過程中進行這種隔離。在一些低功耗設計中,LED物理隔離是一種常用方法,因為它允許使用成本更低的非隔離式電源。

          1顯示了一種典型的LED燈替代(用一物質代替另一物質(多為強者取代弱者的地位))方法。led燈珠使用低壓電源,供電電壓在2-4V之間,根據產品不同而異,所以它是一個比使用高壓電源;更安全的電源,特別適用于公共場所;亮度隨電流的增大而變亮,小功率LED燈珠工作電流為0-60mA,大功率LED工作電流在150mA以上。本舉例中的電源為非隔離式電源,其意味著實現用戶高壓(gāo y?。┍Wo的隔離被嵌入到了封裝而非電源中。很明顯,電源的空間極其小,從而對封裝構成了挑戰。另外,電源被隱埋到封裝內部,從而阻礙了散熱,影響了效率。

          1 燈泡替換使電源空間變得極小

          2顯示了一個通過120伏AC電源為LED供電的非隔離式電路。led燈是一塊電致發光的半導體材料芯片,用銀膠或白膠固化到支架上,然后用銀線或金線連接芯片和電路板,四周用環氧樹脂密封,起到保護內部芯線的作用,最后安裝外殼,所以 LED 燈的抗震性能好。它包含一個為降壓功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)級供電的整流橋。該降壓調節器是一個“倒置版”,其電源開關Q2處在回路中,而環流二極管D3連接至電源。在電源開關導通期間,通過一個源電阻對電流進行調節。盡管這樣做的效率相當高,但是這種電路存在幾個限制效率的缺點。導通時,電源開關必須承載全部輸出電流,而在電源開關關閉時,輸出電流流過環流二極管。另外,電流檢測(檢查并測試)電阻器R8和R10的電壓約為1伏。相比15到30伏的LED電壓,所有這三個壓降都很大,并且會對電源效率構成限制。更為重要的是,這些損耗會促進燈泡溫升。LED的發光能力會慢慢減小,而這種能力與LED的工作(WORK)溫度密切相關。例如,70oC條件下,LED光輸出減少30%的時間超出了50000小時,而在80oC條件下,這一時間僅為30000小時。由于燈泡都安裝在一些“筒”中,而這些“筒”往往會阻礙散熱,不利于對流冷卻,因此發熱問題(Emerson)被進一步復雜化。

          2 降壓調節器實現一個簡單的離線LED驅動器

          LED制造廠商通過將數支LED串聯在一塊公用基板上,制造出更高電壓(voltage)的發光體。led燈是一塊電致發光的半導體材料芯片,用銀膠或白膠固化到支架上,然后用銀線或金線連接芯片和電路板,四周用環氧樹脂密封,起到保護內部芯線的作用,最后安裝外殼,所以 LED 燈的抗震性能好。這些高壓發光體帶來亦或是更低的成本(Cost)亦或是更高的電源效率。使用(use)這些高壓產品(Product),我們只需使用一組整流器和一個穩流電阻器,從而實現更低成本的電源方法。盡管這種電源可以產生相當好的功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)因數,但效率很低,原因是輸(shū)入電壓的很大一部分都被用在了穩流電阻器上,導致30%-50%的LED功率損耗。但是,它可以用于一些小體積的低功耗應用中。然而,在一些高功耗應用中,低效率讓其無用武之地。3顯示了另一種替代方法:其使用一個升壓電源。該電路的大部分都與上述方法相同。但是,開關、二極管和電流檢測損耗要小得多,帶來高達90%到95%的效率。另外,該電路還擁有97%的良好功率因數。

          3 利用升壓電源(向電子設備提供功率的裝置)提高 LED 驅動器效率(efficiency)

          4為1-2示意所描述電源的照片。即使這種電源產生的輸(shū)出功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)大致相同,但也存在一些影響(influence)電源尺寸的明顯差異。升壓電源的電感器尺寸明顯更小,因為其蓄能要求更低。相比升壓電源,降壓電源有一個更大的電阻器。該電阻器為一個仿真負載電阻器,用于決定調光器何時開啟硅(silicon)控整流器 。需要這樣做的原因是,調光器在三端雙向可控硅開關組件旁邊有一個電磁干擾 抑制電容器,其在無負載情況下的電壓相對電源要高。這樣便擾亂了電源,導致出現( appear)不穩定(解釋:穩固安定;沒有變動)調光。使用升壓電源時卻不需要這樣做,因為LED通過升壓電感器連接至輸入,為其提供足夠負載,因此上述問題便不是問題。中未顯示電路板的背面,但正如示意所示,降壓電源有更多低電平電路。所以,升壓電源擁有更低的功耗,這一點在諸如LED燈泡更換等空間(kōng jiān)限制型應用中極為重要。

          4 升壓電源體積更小、效率(efficiency)更高

          總之,高壓LED因其具有功耗低、溫升小的特性,可幫助增加旋入式LED燈泡的使用(use)壽命。它是通過使用升壓電源替代降壓電源,從而提高電源效率來實現的。升壓電源的損耗約為降壓調節器的一半。另外,升壓電源的組件更少,功率因數更好,體積更小,并且利用三端雙向可控硅開關(kāi guān)組件實現調光更容易。

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